不穩定斜坡變形特征及防護措施

龔安州

（貴州省有色金屬和核工業地質勘查局六總隊，貴州 凱里 556000）

不穩定斜坡為在各種內在、外在因素的共同作用影響下，具備自然變形、失穩跡象或發生破壞的斜坡。在特大暴雨或持續性降雨等外在因素影響下，不穩定斜坡在很大程度上會進一步惡化，導致其潛在的危害程度可能達到重大級[1-3]。

因此，明確不穩定斜坡的變形破壞特征對邊坡的評價及保護具有重要意義[4]。文章以某不穩定斜坡為例，分析得出其主要破壞模式為崩塌變形，在對崩塌變形的主要破壞特征進行分析后，結合主動防護和被動防護提出了該不穩定邊坡的防護措施[5]，用以指導不穩定斜坡的變形分析和防護措施研究。

1 不穩定斜坡概況

通過野外詳細勘查及測繪、鉆探等手段，查明了研究區地形地貌、水文條件、地層巖性、土層結構等情況。

該不穩定斜坡呈北西高，南東低，坡腳高程為907m，研究區最高點高程為934m，高差為27m，不穩定斜坡下方是學校。

通過詳細勘查，當前條件下，不穩定斜坡因地形坡度較陡，地表物質主要為碎石土，結構較松散，孔隙較大，滲水能力較強該不穩定斜坡目前主要表現為局部垮塌、裂縫及坡面危石滾落。

2 不穩定斜坡分析

以原有校外小排水溝為界。排水溝南東為校園內，校園內的簡易單磚擋土墻，高約2.5m，墻后為回填土堆積形成的陡坡，并未與墻有接觸，因此墻后出現臨空面。

排水溝北西為一斜坡，局部出現垮塌，垮塌呈近北西南東向展布，平面舌形，坡度在40°左右。垮塌方向110°，寬約5m～58m，均寬約45m，長約31m，厚約5m，垮塌體為碎石土。

在局部垮塌的正上方為學校蓄水池，在調查中發現蓄水池附近有水滲出，在地表1m遠后，未見有水。在水池正下方約40m處的坡底部見有水流滲出。教師公寓樓北東角的地面出現兩條地裂縫，最長的一條約6m，寬約2cm左右。

2.1 地層巖性

勘查區地層巖性由新到老分布有第四系（Q）、青白口系清水江組（Qbq），現分述如下。

2.1.1 第四系（Q）

碎石土層，碎石土呈褐黃色，碎石多以棱角形為主，碎石多為強風化變余砂巖，粒徑多在50mm-70mm，大者可達120mm。

碎石含量在50%～70%，充填物為黃土。風化程度較強，錘擊易碎，密實度為中密。夾少量黃色粘土，大部分為水田與旱地。

2.1.2 青白口系清水江組（Qbq）

在工作區內，巖石新鮮露頭少見，多碎石土掩蓋。偶見露頭風化色為淺灰、灰白，新鮮色為灰綠及深灰色變余砂巖。巖層產狀穩定，走向近南北向，傾向東，傾角15°～45°，一般40°左右，屬單斜巖層。

2.2 主要威脅對象

目前整個不穩定斜坡區域都屬小規模滑塌點，各滑塌點變形發生后仍處于蠕滑變形階段，局部地段形成變形裂縫。任其長時間發展破壞，可能造成大規模的滑動。

一旦滑坡整體向下滑移，必然損毀下部民房及學校，嚴重威脅師生和周邊居民的生命財產安全。該不穩定斜坡如果形成大規模的滑坡，危害較大，因此應盡快對該滑坡實施有效治理工程。

根據《貴州省地質災害調查技術要求（試行）》表7和《突發地質災害應急防治導則（試行）》T/CAGHP022-2018表A.1，該地質災害危害對象等級為一級，災害險情等級為大型。

3 防治工程等級

該災害威脅工況交通設施重要性一般，危害對象等級為大型，潛在經濟損失6000萬元，并將造成嚴重的社會不良影響。

根據《滑坡防治工程勘查規范》(GB/T32864-2016)表3、表4中相關規定，該災害防治工程等級為一級。

4 評價結果

根據建立的計算模型、方法和確定的指標選取各典型剖面采用圓弧滑動方法進行穩定性分析計算，不穩定斜坡在自然工況下處于基本穩定狀態；在暴雨等不利工況條件下整體處于欠穩定狀態，考慮一定時間效應，碎石土長期在雨水等不利影響因素下，進一步破壞巖土體的結構、降低巖土體的力學性質。

因此該不穩定斜坡整體在不利工況下是處于欠穩定狀態。有進一步發生破壞，演變為大面積滑坡的可能。

5 防治工程設計

根據對研究區的調查及地質特征，在不穩定斜坡區上部采取截水溝，下部排水溝+擋土墻的措施。根據勘查、實驗、計算、驗算及相關規范，擋墻修建為直立式。墻高4.5m，基礎埋深不應低于1m，因為擋墻要預留一定高度臨空面，防止上部有零星碎石及局部垮塌，墻上部預留不低于1.5米的臨空面，以擋住向下滾落的零星巖塊。

6 施工要點

（1）擋墻施工

①擋墻在施工前應預先設置好防排水措施；②擋墻采用毛石混凝土澆筑，毛石摻入量控制在擋墻總體積的15%～25%。混凝土等級不低于C30，毛石選用堅實、未風化、無裂縫、潔凈的石料，毛石粒徑不大于200mm，其強度等級不低于MU30；③擋墻以碎石土為持力層，基礎埋置深度進入穩定土層不小于1m。擋墻基坑開挖后，必須確定其承載能力達到設計要求后方能進行擋墻澆筑。擋墻高度為動態設計，以實際開挖情況為準；④擋墻澆筑前，在基礎基坑內先做一層厚度不小于100mm混凝土墊層后，再均勻排列鋪放毛石，毛石間距不小于100mm，且離模板或槽壁距離不小于150mm，毛石插入混凝土約一半后，再灌混凝土，填滿所有空隙，以確保毛石在擋墻結構體空間中布置均勻，漿體充分包裹。最后以此逐層鋪砌毛石和澆筑混凝土，直至擋墻澆筑完成；⑤墻身每10m設置一道伸縮縫，在擋墻高度突變處及與其他建(構)筑物連接處設置伸縮縫，在地基土性狀變化處加設沉降縫，沉降縫、伸縮縫的縫寬30mm，縫內沿墻的內、外、頂三邊填塞瀝青麻絲或涂瀝青木板，填塞深度不小于200mm；⑥擋墻墻身設置直徑100mm的泄水孔，孔間距2.0m×2.0m，外斜坡度為5%，呈梅花型布置，最低一排距地面為0.3m，泄水孔應保持直通無阻，保證其有效排水。泄水孔孔后設置反濾包（或反濾層）；⑦墻后優先選擇抗剪強度高和透水性較強的填料進行分層夯實回填，其回填需在砌體或混凝土強度達到設計強度的75%以上后進行；墻后填土地表必須做好防滲處理，防止滲水對擋墻造成破壞。

（2）墻后土方回填施工

①土方回填需滿足《建筑地基處理技術規范》（JGJ79-2012）相關要求；②回填碾壓時，應采用薄填、低速、多遍、對稱、均衡的施工方法進行；③填方地段擋土墻，且墻背地形橫坡大于1:5時，應將墻背后三倍墻高范圍內的植被鏟除干凈，并將斜坡地面開挖成臺階型，防止填土沿坡面滑動；④回填前需找好回填土料源，優先選擇抗剪強度高和透水性較強的填料，不得使用淤泥質土、耕植土、膨脹性黏土和有機含量大于5%的土進行回填，土料含水量應控制并滿足壓實要求；⑤墻后回填土必須分層夯實，分層厚度250mm～300mm，下層土回填壓實后，必須按照要求進行密實試驗，待壓實系數滿足要求后，方可攤鋪上一層土；回填土的壓實系數λc不小于0.94，回填完成后，整體上回填土內摩擦角φ不低于32°；⑥回填土應采用3:7的土石比例進行回填，鋪填時大塊料不應集中，且不得回填在分段接頭處；⑦開挖回填不得在雨期實施，控制好施工用水，做好施工排水。在降雨前應及時壓實作業面表層松土，并將作業面作成拱面或坡面以利排水，雨后應晾曬或對填土面的淤泥清除，合格后方可繼續填筑；⑧土方回填過程中，根據試驗確定的土料最佳含水量、攤鋪厚度、碾壓及夯實遍數，對填筑過程進行嚴格控制；⑨性質不同的填料，應采取水平分層、分段填筑，并分層壓實；同一水平層，應采用同一填料，不得混合填筑；填方分段施工時，接頭部位如不能交替填筑，應按1:1坡度分層留臺階；如能交替填筑，應分層相互交替搭接，搭接長度不小于2m；壓實填土的施工縫，各層應錯開搭接，在施工縫的搭接處，應適當增加壓實遍數；⑩在施工前應結合場區的水文地質條件，修筑明溝排水、沿場地周圍開挖排水溝、合理設置場地填方坡度的方法進行排水，要求坑內不積水、溝內排水暢通。回填施工完成后，填土地表設置排水良好的地表排水系統。

（3）伸縮縫

①截排水溝按每15m～20m間距設置一道縱向伸縮縫，伸縮縫寬度為20mm，縫內沿結構的內、外、頂三邊填塞瀝青麻筋或涂瀝青木板，塞入深度不小于200mm；②擋墻墻身每10m設置一道伸縮縫，在擋墻高度突變處及與其他建(構)筑物連接處設置伸縮縫，在地基巖土性狀變化處加設沉降縫，沉降縫、伸縮縫的縫寬30mm，縫內沿墻的內、外、頂三邊填塞瀝青麻筋或涂瀝青木板，填塞深度不小于200m；

（4）防排水施工

①為確保場區排水系統暢通，根據具體情況在場內設置截排水溝，溝采用C25砼澆筑，溝內混凝土拉毛，溝底縱坡坡度不小于1.0%，并與場地排水系統有效銜接；支擋結構前緣處排水溝位置，離其支擋結構基礎距離不小于0.5m；水溝可根據實際需要調整為排水暗溝，場內設置沉砂池，池內需定期清理；②擋土墻墻身按2.0×2.0m相互錯開梅花形設置泄水孔，孔徑為100mm，外斜坡度為5%，最低一排泄水孔高出最低地面300mm，且泄水管長應根據實際情況伸出板體，泄水孔應保持直通無阻，保證其有效排水；③對于填方邊坡與放坡后重新回填的，支擋結構背側采用反濾層泄水；對于挖方段邊坡，支擋結構背側采用反濾包泄水。

7 結論

在現場勘查的基礎上，獲取了不穩定斜坡區域的地層巖性特征。

在此基礎上對該不穩定斜坡的危害程度進行評價，從主要威脅對象和地質災害體破壞后造成損失兩個方面進行分析，將該滑坡防治工程級別為Ⅰ級，該地質災害危害對象等級為一級，災害險情等級為大型。

不穩定斜坡治理以“擋土墻”為主的思路，并闡述了擋土墻施工要點。